아미노아실 tRNA 충전 효소는 왜 20가지 종류나 존재하나요?
안녕하세요. 번역이 진행되기 위해선 아미노 아실 tRNA 충전 효소가 tRNA의 아미노산을 결합시켜주어야 한다고 알고 있는데요. 동일한 과정을 수행함에도 불구하고 아미노아실 tRNA 충전 효소는 왜 20가지 종류나 존재하나요?
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
각 아미노아실 trna 합성효소는 특정 아미노산과 그에 맞는 trna를 정확히 인식 및 결합해야 하므로 아미노산별로 1종씩 존재한답니다.
결론부터 말씀드리면 각 효소가 특정 아미노산과 해당 아미노산의 코돈에 맞는 특정 tRNA를 정확하게 결합시키기 위해서입니다.
단백질은 20가지 종류의 아미노산으로 구성되며, 각 아미노산은 mRNA의 특정 코돈에 의해 지정됩니다.
만약 하나의 효소가 모든 아미노산을 tRNA에 결합시킨다면, 잘못된 아미노산이 결합될 확률이 높아지고, 이는 단백질의 구조와 기능에 치명적인 오류를 일으킬 수도 있습니다.
그래서 각 효소는 특정 아미노산과 그에 맞는 tRNA만을 정확하게 인식하고 결합시키는 높은 특이성을 가지며, 이렇게 1:1 대응을 통해 유전 정보가 정확하게 단백질로 번역될 수 있도록 하는 것입니다.
즉, 20가지 아미노산 각각에 전담 효소가 있써 단백질 합성이 오류 없이 진행될 수 있는 것입니다.
안녕하세요. 질문주신 것처럼 아미노아실 tRNA 충전효소는 번역에 있어서 핵심적인 역할을 수행합니다. 단백질은 20가지 표준 아미노산으로 이루어져 있고, 각각의 아미노산은 대응되는 코돈 집합을 가지고 있는데요, 번역 과정에서 각 아미노산이 자신에게 맞는 tRNA에 정확하게 결합되어야 리보솜이 올바른 아미노산 서열을 만들어낼 수 있습니다.
이때 각 효소는 자신에게 해당하는 단 하나의 아미노산을 인식해 활성 부위에서 결합시키는데요 만약 효소의 종류가 줄어든다면 비슷한 구조를 가진 아미노산, 예를 들자면 발린과 아이소류신, 글루탐산과 아스파트산을 잘못 구별할 위험이 커질 수 있으며 실제로 효소는 이런 혼동을 막기 위해 편집 기능까지 갖추고 있습니다. 또한 아미노산뿐 아니라 특정 아미노산에 대응하는 tRNA의 구조적 특징도 인식해야 하는데요 즉, 아미노아실 tRNA 합성효소는 아미노산과 tRNA 짝을 정확히 확인해야 하므로, 아미노산마다 별도의 효소가 존재할 수밖에 없는 것입니다. 감사합니다.
아미노아실 tRNA 충전 효소가 20가지 존재하는 이유는 각 효소가 특정 아미노산과 그에 맞는 tRNA만을 선택적으로 인식하고 결합시키기 때문입니다. 20종류의 아미노산은 각각 고유한 화학 구조를 가지고 있으며, 해당 아미노산을 운반하는 tRNA 또한 고유의 안티코돈과 3차원 구조를 가집니다. 따라서 각 효소는 이 두 가지, 즉 특정 아미노산과 특정 tRNA를 정확하게 구분하여 연결하는 높은 특이성을 가져야만 단백질 합성 과정의 정확성을 보장할 수 있습니다.